(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により駆動される電動車両の駆動制御装置において、
前記電動車両のアクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であることを検出する検出手段と、
前記検出手段から検出出力が得られている期間中に、前記電動車両の車両速度が所定の車速閾値を越えているときには常に前記電動機の回生制動トルク指令値を零に設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電動機の第１の制御モードとして回生停止モードが選択されていることを条件として、前記電動機の回生制動トルク指令値を零に設定することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の駆動制御装置において、
前記回生停止モードは、手動のモード切り替え手段により選択されることを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の駆動制御装置において、さらに加えて、
前記電動車両の車両速度に基づいて算出される前記電動機の最大回生可能トルクが所定の回生停止閾値以上となることを判定する判定手段を備え、
前記判定手段から肯定判定出力が得られたときに、前記回生停止モードが選択されることを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の駆動制御装置において、
前記第１の制御モードとして前記回生停止モードが選択されていない場合には、前記アクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であるときに前記電動機の回生トルクを発生させる第２の制御モードが設定されることを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電動車両の駆動制御装置において、
前記回生停止モードが選択されている場合であっても、前記判定手段により前記最大回生可能トルクが前記回生停止閾値より小さいと判定されたときには、前記制御手段は、前記最大回生可能トルクでの回生制御を行うことを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電動車両の駆動制御装置において、
自車両の周辺情報を取得する手段から得られる周辺情報に基づいて、前記第１の制御モードおよび前記第２の制御モードのいずれか一方を選択することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンは低速におけるトルクが小さく、運転可能な回転領域が狭いので、変速機を用いることにより様々な運転条件下において必要な駆動力を得ている。一方、電動機は、低速におけるトルクが大きく、運転可能な領域が広いので、変速機無しでも必要な駆動力を得ることが可能である。したがって、一般的に電気自動車では変速機を備えておらず、電動機の出力軸が直接、あるいは最終減速ギアやデファレンシャルギアを介して駆動輪に接続されている。
【０００３】
電気自動車はガソリンエンジン車と比べ、トルクの制御が高精度かつ高速に制御可能であるので、ガソリンエンジン車のようなアイドリング状態がない。すなわち、減速時のエンジンの連れ周りによるエンジンブレーキが発生しないため、ガソリンエンジン車とは運転フィーリングが異なる。特許文献１に開示されている発明では、低速時にはＡＴ(Automatic Transmission)車両のようなクリープトルクを発生させるように電動機のトルクを制御し、中・高速時にはエンジンブレーキ相当の制動力を発生させるために、電動機を発電機として利用した回生制動を行っている。これにより、制動力を得つつ、発生した電力は電池へと回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明では、中・高速時にエンジンブレーキ相当の制動力を発生させ、発生した電力を電池の充電に利用しているが、エンジンブレーキ相当の制動力は電動機の効率（回生効率）が低い領域で生じるので、駆動エネルギーの電池への回収効率は悪くなる。ここで、上記駆動エネルギーとは車両が持っている運動エネルギーをいう。
【０００６】
その結果として、アクセルペダルを放した（アクセルオフ）時などにエンジンブレーキ相当の回生を行って車両を減速ないし停止させる場合には、低効率な回生が行われるので駆動エネルギーの一部を損失するばかりでなく、その減速後に再加速する場合には、力行時において電動機，パワーモジュール，電池でエネルギー損失が発生するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動車両の駆動制御装置は、電動機により駆動される電動車両の駆動制御装置において、前記電動車両のアクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であることを検出する検出手段と、前記検出手段から検出出力が得られている期間中に、前記電動車両の車両速度が所定の車速閾値を越えているときには常に前記電動機の回生制動トルク指令値を零に設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電動機の第１の制御モードとして回生停止モードが選択されていることを条件として、前記電動機の回生制動トルク指令値を零に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両を減速ないし停止させる際に不要な低効率な回生を防止するのみならず、ブレーキペダルの踏み込みによる高効率な回生（回生ブレーキ）の機会を増加させることになるので、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）を効率よく電池へ回収することができる。また、減速後に再加速する場合には、再加速時にのみにしかエネルギーの変換損失が発生しないので、結果として、エネルギー損失の低減化による航続距離の向上を招来することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した電動車両の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示した電動車両に搭載されている制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】駆動制御部２０１からトルク指令値を取り出すための回路構成を示すブロック図である。
【図４】トルク発生率算出部２０２におけるアクセル踏み込み量とトルク発生率との対応関係を示す図である。
【図５】最大トルク算出部２０３における車速と最大トルクの対応関係を示す図である。
【図６】最小トルク算出部２０４に含まれている各制御ブロックを示す図である。
【図７】制御モード１を実行するための制御ブロック３０２における車速と最小トルクの対応関係を示す図である。
【図８】制御モード２を実行するための制御ブロック３０３における車速と最小トルクの対応関係を示す図である。
【図９】実施の形態２において制御モード２を実行するための制御ブロック５０３を示す内部構成図である。
【図１０】最大回生可能トルク算出部４０１における車速と最大回生可能トルクの対応関係を示す図である。
【図１１】デバイスの温度情報を考慮した最大回生可能トルク算出部６０１を示すブロック図である。
【図１２】温度制限算出部５０１Ａ，５０１Ｂ，５０１Ｃにおけるデバイス温度とトルク発生率の対応関係を示す図である。
【図１３】トルク閾値算出部４０２における車速とトルク閾値の対応関係を示す図である。
【図１４】トルク閾値算出部４０２におけるブレーキ時の制動トルクとトルク閾値の対応関係を示す図である。
【図１５】トルク閾値算出部４０２におけるブレーキ時の制動トルク，車速とトルク閾値との関係を示す図である。
【図１６】実施の形態３において制御モード２を実行するための制御ブロック６０３を示す内部構成図である。
【図１７】冷却出力操作量算出部６０１においてフィードフォワード制御を用いたときの制御ブロック図である。
【図１８】冷却出力操作量算出部６０１においてフィードバック制御を用いたときの制御ブロック図である。
【図１９】一般的な電気自動車における減速方法について説明するための図である。
【図２０】アクセルオフによる制動の問題点を説明するための図である。
【図２１】本発明を適用した電動車両の効果を摸式的に説明するための図である。
【図２２】本発明を適用した電動車両の効果を摸式的に説明するための図である。
【図２３】本発明を適用した電動車両の効果を摸式的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明を適用した電動車両の全体構成を示す図である。この電動車両は、電池１に蓄えられた電力を電動機２に供給することで車両駆動力を発生させ、且つその電力を補機３に供給することで電装系の機器を作動させている。補機３はエアコン、ポンプ、冷却ファンだけでなく、カーナビ／オーディオなどのアクセサリ類なども含む。
【００１２】
次に、電動車両の駆動力発生の仕組みについて説明する。所望の車両駆動力を得るためには、電動機２で発生させるトルクを制御する必要がある。電動機２のトルク制御では、電動機２に印加する電圧をパワーモジュール（いわゆるインバータ）４で制御することにより所望のトルクを発生させている。電動機２で発生したトルクは、ドライブシャフト５、ギア６などを介してタイヤ７に伝えることで、車両の駆動力を得ている。
【００１３】
電動機（より正確には、モータ／ジェネレータ）２を有する電動車両において、制動力を発生させる方法として、機械式ブレーキ８を用いた方法と電動機２を用いた方法がある。機械式ブレーキ８は、従来のエンジン車でも採用されている通り、前後左右のタイヤ７に設置されており、ドライバーからの制動要求があると、適切な制動力が発生するように機械式ブレーキ８を制御する。一方、電動機２を用いて制動力を発生させる方法として、回生制動がある。電動機２に対して駆動方向とは逆向きの力を加えることで、電動機２から電池１に電流が流れ、発電機として機能する。この回生制動制御により発生した電力を電池１に流すように制御することで、車両が持っている運動エネルギーを電力に変換し、電池１に蓄えることができる。
【００１４】
電池１に電力を蓄える主たる手法として、外部電源９から電力を供給する方法がある。電動車両では電池１の残容量が少なくなった場合、充電器１０を介し、電池１と外部電源９を接続することで、外部電源から電力を供給することが可能となる。充電器１０は、外部電源９の電圧および電池１の温度、電池残容量などを考慮して、電池１に供給する電流を制御している。
【００１５】
図２は、図１に示した電動車両に搭載されている制御システムの全体構成図である。電池１、電動機２、補機３、機械式ブレーキ８、充電器１０など各デバイスには制御装置が設けられている。電動車両の制御システムでは、上記各デバイスの情報、ドライバーからの指令（アクセルペダルセンサ１０１、ブレーキペダルセンサ１０２、ハンドル舵角センサ１０３）、車両姿勢検出装置１０４、車両周辺情報検出装置１０５、情報通信装置１０６から得られた情報が、通信線１００を介して、統合制御装置１０７に入力される。統合制御装置１０７では、ドライバーからの指令を満足しつつ、安全かつ快適な走行が可能となるように、上記各デバイスへの指令値を送信し、上記各デバイスは統合制御装置１０７から指令値に基づいて制御される。
【００１６】
車両姿勢検出装置１０４は、車体に加わる力および回転速度などを検出する装置である。車両周辺情報検出装置１０５は、カメラおよび／またはレーダなどを用いて車両周辺の物体の情報、温度および／または湿度などの環境条件を検出する装置である。情報通信装置１０６は、交通情報、車々間の通信などの情報を獲得する装置である。
【００１７】
電動機制御装置１０８は、統合制御装置１０７から制駆動トルクの指令値を受け取り、要求制駆動トルクと電動機２の回転数に基づいて、制駆動トルクを実現するための電流を算出する。そして、算出した電流が電動機２に流れるようにパワーモジュール４で電圧を制御し、所望の制駆動トルクを実現する。
【００１８】
次に、統合制御装置１０７が行う制動トルク指令値の算出方法について説明する。上述したように制動トルクを発生させるためには、電動機２による回生制動トルクと機械式ブレーキ８による制動トルクがあるので、各デバイスの状態および車両状態などに応じて、制動トルク指令値を電動機２への回生制動トルクと機械式ブレーキによる制動トルクに分配する。
【００１９】
電動機２の回生制動によって発生したエネルギーは電池１に回収することができるので、機械式ブレーキによる制動トルクよりも電動機２の回生による制動トルクへの振り分け量を大きく設定するのが好適である。しかし、各デバイスの保護を考慮して、電池１、電動機２、パワーモジュール４へ流れる電流を抑制する場合がある。すなわち、電動機２の回生による制動トルクでは補えない制動トルク分を、機械式ブレーキ制御装置１０９に振り分けることで適切な制動トルクを得ることができる。
【００２０】
電池制御装置１１０では、電池セルあるいは電池モジュール単位で電圧および温度を検出し、セルあるいはモジュール間の電圧ばらつきを抑制する制御および電池温度によって供給可能な電流を制限する制御、電池の劣化度合いを検出する処理を行う。さらに、電池の過充放電を防止するため、電池残容量ＳＯＣ(State of Charge)によって、電池に流れる電流を制限している。 
【００２１】
補機制御装置１１１では、ドライバーの操作によって起動／停止するエアコン、カーナビ／オーディオの他、冷却ファンおよびポンプなど常時起動している冷却系コンポーネントへの電力供給量を制御する。各デバイスの温度に応じて、冷却ファンの出力あるいはポンプの出力を変化させることにより、冷却水の温度および／または流量を制御している。また、電池残容量ＳＯＣが低下した場合には、安全性に支障がない電装系への電力供給を遮断するなどの制御を実施する。
【００２２】
充電制御装置１１２は、外部電源９と充電器１０を接続するために、電池１の状態を考慮した電流を外部電源９から受け取る制御を行っている。
【００２３】
統合制御装置１０７には、制駆動制御を行うための駆動制御部２０１が組み込まれている。なお図２では、駆動制御部２０１を統合制御装置１０７に組み込んであるが、駆動制御部２０１は、統合制御装置１０７でなく電動機制御装置１０８に組み込んでもよい。この場合、統合制御装置１０７からの各指令は通信線１００を介して駆動制御部２０１に与えられる。
【００２４】
図３は、駆動制御部２０１からトルク指令値を取り出すための回路構成を示すブロック図である。駆動制御部２０１は、トルク発生率算出部２０２、最大トルク算出部２０３、最小トルク算出部２０４を備えている。トルク発生率算出部２０２では、アクセル踏み込み量に応じてトルク発生率を算出する。ここで、アクセル踏み込み量はアクセルペダルセンサ１０１の信号電圧を基に、最小電圧を0、最大電圧を１に変換したものである。また、トルク発生率は、アクセル踏み込み量に応じて算出する値であって、アクセル踏み込み量が０の場合にはトルク発生率を0、アクセル踏み込み量が１の場合にはトルク発生率を１とし、図４に示すようにアクセル踏み込み量が大きいほどトルク発生率が大きくなるように設定する。
【００２５】
最大トルク算出部２０３では、アクセル踏み込み量が１のときの電動機２へのトルク指令値の最大値を算出する。最小トルク算出部２０４では、アクセル踏み込み量が0のときの電動機２へのトルク指令値の最小値を算出する。ここで、電動機２へのトルク指令値の最大値および最小値は、電動機２の回転数およびその回転数において出力可能なトルクを基に算出する。
【００２６】
駆動制御部２０１では、まず、最大トルク算出部２０３で算出した最大トルクと最小トルク算出部２０４で算出した最小トルクとの差を減算器２０５で求めることにより、アクセル操作によって出力可能なトルク幅を算出する。次に、上記出力可能なトルク幅にトルク発生率を乗じることで、乗算器２０６からアクセル操作によるトルク増加分を算出する。さらに、アクセル操作によるトルク増加分と上記最小トルクとを加算器２０７で加算することにより、電動機２へのトルク指令値を設定する。
【００２７】
最大トルク算出部２０３では、図５に示すような電動機２へのトルク指令値の最大値と車速の関係を基に、最大トルクを算出する。すなわち、電動機の回転数が大きくなるほど出力可能なトルクは小さくなる。また、デバイスの保護を考慮した電動機２の最高回転数では、出力可能なトルク指令値を０に設定する。
【００２８】
最小トルク算出部２０４では、図６に示すように、モード切り替え判定部３０１からの切り替え指示に応じて、制御モード１を実行するための制御ブロック３０２と、制御モード２を実行するための制御３０３とを切り替え、いずれか一方の制御ブロックからの出力を取り出す。ここで、制御モード１とは、アクセルオフ時にガソリンエンジン車のエンジンブレーキを模擬するように回生トルクを発生させる制御モードである。他方、制御モード２は、アクセルオフ時に車速情報などを基に回生トルクを停止する領域を持つ制御モードである。
【００２９】
モード切り替え判定手部３０１は、手動操作されるモード切り替え用スイッチ（図示せず）を備えており、モード切り替え用スイッチからの切り替え情報に基づいて、制御モード１を実行するための制御ブロック３０２と、制御モード２を実行するための制御ブロック３０３のいずれか一方を選択する。
【００３０】
以下、制御モード１および制御モード２について、図７および図８を参照しながら、さらに詳細な説明を行う。
【００３１】
図７は、制御モード１を実行するための制御ブロック３０２における車速と最小トルクの対応関係を示す図である。制御モード１では、図７に示すよう、電動機２へのトルク指令値と車速の関係を基に最小トルクを算出する。トルクが正の領域は力行を、負の領域は回生を表わしている。車速が閾値Vthより小さい領域では、ガソリンエンジン車のクリープトルクを模擬するために正のトルクを発生させ、車速が閾値Vthより大きい領域では、ガソリンエンジン車のエンジンブレーキを模擬するために負のトルクを発生させる。本実施の形態におけるエンジンブレーキは、一般に行われているように、０．０５〜０．０８［Ｇ］]程度の制動力とする。
【００３２】
図８は、制御モード２を実行するための制御ブロック３０３における車速と最小トルクの対応関係を示す図である。制御モード２では、図８に示すように、電動機２へのトルク指令値と車速の関係を基に最小トルクを算出する。すなわち、車速が閾値Vthより小さい領域では制御モード１と同じくガソリンエンジン車のクリープトルクを模擬するために、正のトルクを発生させる。他方、車速が閾値Vthより大きい領域では、トルクを0に設定する。
【００３３】
再び図３に戻り、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込み量が同時に０であるときのトルク指令値について説明する。
【００３４】
アクセルペダルの踏み込み量は、アクセルペダルセンサ１０１により検出され、アクセル踏み込み量（０〜１）としてトルク発生率算出部２０２に入力される。既述の通り、アクセル踏み込み量が０の時にはトルク発生率も０となるので、乗算器２０６からの出力は０となる。その結果として、駆動制御部２０１の出力は、最小トルク算出部２０４から得られた最小トルクがそのまま出力されることになる。
【００３５】
同様に、ブレーキペダルの踏み込み量（０〜１）は、ブレーキペダルセンサ１０２により検出される。ブレーキペダルセンサ１０２からの出力はブレーキ踏み込み量判定部２１０に入力され、ブレーキ踏み込み量が０であるか否かの判定がなされる。ブレーキ踏み込み量が０であると判定されたときには、ブレーキ踏み込み量判定部２１０から出力されるスイッチ制御信号に基づいて、制御モード１もしくは制御モード２に対応したトルク指令値が切り替えスイッチ２１５の出力線Ａから出力される。他方、ブレーキ踏み込み量が０でないと判定されたときには、切り替えスイッチ２１５の出力線Ｂから通常のトルク指令値が出力される。ここでいう通常のトルク指令値とは、本実施の形態に係る回生制御を除く駆動制御に用いるためのトルク指令値であるが、本発明とは直接関係がないので説明は省略する。
【００３６】
以上述べた通り、制御モード２では、アクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であるときには電動機２の回生制御を停止しているので、結果として、ブレーキペダルの踏み込みによる高効率な回生（回生ブレーキ）の機会が増加することになる。そのことにより、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）を効率よく電池へ回収することができる。また、減速後に再加速する場合には、減速時に変換損失が生じることなく再加速時にのみにエネルギーの変換損失が発生するので、エネルギー損失の低減化による航続距離の向上を招来することができる。これらのメリットについて、図面を用いてさらに詳しく説明していく。
【００３７】
図１９は、本実施の形態による回生制御と対比するために、一般的な電気自動車における減速方法について説明した図である。本図に示すように、一般的な電気自動車では、１．アクセルオフ（アクセル操作量＝０)による制動と、２．ブレーキペダル操作による制動の２種類がある。本図の上方に示した「１．アクセルオフ（アクセル操作量＝０)による制動」では、弱い制動力（回生トルク小)が働くので、徐々に車速の減速が生じる。このアクセルオフ（アクセル操作量＝０)による制動は回生効率が悪い領域で生じるので、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）からバッテリへの回収率（変換効率）が悪くなる。他方、本図の下方に示した「２．ブレーキペダル操作による制動」では、強い制動力(回生トルク大)が働くので、急激に車速の減速が生じる。このブレーキペダル操作による制動は回生効率が良い領域で生じるので、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）からバッテリへの回収率（変換効率）は良くなる。
【００３８】
図２０は、上記アクセルオフ（アクセル操作量＝０)による制動の問題点を説明した図である。ここでは、アクセルオフにより車速が減速した後に、再び元の車速まで再加速する場合について摸式的な説明を行う。本図の左側に描いてあるように、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）を電気エネルギーに変換するまでにエネルギーロスが生じる。例えば、「１００」の運動エネルギーをバッテリに回収したときには「７２」のエネルギーとなる。その後、本図の右側に描いてあるように、元の駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）である「１００」のエネルギーまで再加速するためには、バッテリから「１３８」のエネルギーを供給する必要がある。換言すると、アクセルオフによる制動により「７２」のエネルギーがバッテリに貯まることになるが、元の駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）に戻すためには、「１３８」のエネルギーが必要となる。差し引き１３８−７２＝６６となり、アクセルオフによる制動をしなければ「６６」のエネルギー損失が生じないことになる。
【００３９】
このように、バッテリのエネルギーを使って駆動エネルギーに変換するまでに、エネルギーロスが生じる。換言すると、力行→回生→力行の繰り返しは、その都度エネルギーロスが生じることになる。この点から、エネルギーロスを減らすためには、むやみにアクセルオフによる制動（回生トルク＝小）は避けることが望ましく、ブレーキペダルを踏んだ時のみに回生（回生トルク＝大）する方がよいことになる。
【００４０】
図２１は、本発明を適用した電動車両の効果を摸式的に説明した図である。本図の上方には、アクセルオフによる従来の制動を示してある。既に説明した通り、この場合の回生効率は低い領域で行われる。他方、本図の下方に示したように、本発明を適用した電動車両ではアクセルオフによる回生を行わないので車速はほとんど減速することはないが、ブレーキオン時による高回生効率が得られる。その結果として、例えば３〜５％程度の航続距離の向上を図ることができる。特に、加減速を繰り返す街乗りなどの際には、エネルギー損失の防止効果は大きいものとなる。
【００４１】
図２２は、別の観点から、本発明を適用した電動車両の効果を摸式的に説明した図である。本図は、車両の減速時および再加速時における車速と駆動用電流（絶対値）を摸式的に描いたものである。本図に示すように、減速時にもモータ，インバータ，バッテリには電流が流れる。既述の通り、加速→減速(回生)→再加速時(力行)に損失が大となる。その結果として、各部コンポーネントにおいては、エネルギーロスに起因した熱が発生する。しかも、この発熱を冷却するためにもエネルギーが必要となり、さらにエネルギーの損失が増加することになる。このような点からも、アクセルオフ時における回生停止は、極めて有効であるといえる。
【００４２】
図２３は、以上説明してきた効果をまとめて描いた説明図である。従来、アクセルオフによる制動時には回生トルクが小となるエネルギー回収を行っていたが、本発明を適用した電動車両ではアクセルオフ時に回生トルクを０としている。したがって、アクセルオフの期間中にエネルギー回収ができないとはいえ、再加速時のエネルギー損出を低く抑えることができるので、結果として、本図の下方に示すように、最終的な総消費電力量をより低くすることができる。
【００４３】
−実施の形態１による作用・効果−
本実施の形態１によれば、以下のような作用・効果を奏することができる。
（１）電動機２により駆動される電動車両の駆動制御装置において、アクセルペダルセンサ１０１およびブレーキペダルセンサ１０２によりアクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であると検出されたときには、その期間中に、電動機２の回生制動トルク指令値を零に設定する最小トルク設定部２０４を備えているので、車両を減速ないし停止させる際に低効率な回生を防止するのみならず、ブレーキペダルの踏み込みによる高効率な回生（回生ブレーキ）の機会を増加させることになる。そのことにより、駆動エネルギー（車両が持つ運動エネルギー）を効率よく電池へ回収することができる。また、減速後に再加速する場合には、再加速時にのみにしかエネルギーの変換損失が発生しないので、結果として、エネルギー損失の低減化による航続距離の向上を招来することができる。
【００４４】
（２）モード切り替え判定部３０１は、運転者により予め操作される手動切り替えスイッチ（図示せず）の設定に応じて電動機の制御モード２（回生停止モード）を選択するので、運転者が意図した回生制御を行うことができる。
【００４５】
（３）制御モードとして回生停止モードが選択されていない場合には、アクセル踏み込み量およびブレーキ踏み込み量が共に零であるときに電動機２の回生トルクを発生させる制御モードが設定されるので、従来型の制動特性を得ることができる。
【００４６】
（４）回生停止モードが選択されている場合であっても、電動車両の車両速度が所定の閾値以下であるときには、電動機のトルク指令値を正の値に設定する（図７参照）ことにより、ＡＴ車両のようなクリープトルクを発生させることができる。
【００４７】
＜実施の形態２＞
上述した実施の形態１では、図８について説明したように、制御モード２として一律に回生トルクを０としていたが、以下に述べる実施の形態２では、車速に応じて決まる最大回生可能トルクに応じて回生トルクを０またはそれ以外の値に設定している。以下、図９〜図１５を用いて実施の形態２を詳細に説明する。
【００４８】
図９は、実施の形態２において制御モード２を実行するための制御ブロック３０３を示す内部構成図である。図１０は、制御ブロック３０３の最大回生可能トルク算出部４０１における車速と最大回生可能トルクの対応関係を示す図である。
【００４９】
実施の形態２において、制御モード２では、最大回生可能トルク算出部４０１で算出した最大回生可能トルクとトルク閾値算出部４０２で算出したトルク閾値を比較し、最大回生可能トルクがトルク閾値より大きい場合は、最小トルクを0とし、最大回生可能トルクがトルク閾値より小さい場合は、最大回生可能トルクを最小トルクとして出力する。ここで、最大回生可能トルクは、電動機２が出力可能な回生トルクの最大値を意味し、電動機２の定格出力などを基に決定する。図１０に示すように、車速または電動機の回転数が大きくなるほど、最大回生可能トルクは小さくなる。
【００５０】
最大回生トルク算出部４０１は、図１０に示すように、車速を基に最大回生可能トルクを出力する。なお、最大回生可能トルクは、図１１に示すように、車速を基に最大回生可能トルクを算出した値に、温度制限算出部５０１Ａ〜５０１Ｃで算出したトルク発生率を乗じたものを用いてもよい。
【００５１】
図１１は、デバイスの温度情報を考慮した最大回生可能トルク算出部６０１を示すブロック図である。温度制限算出部５０１Ａ〜５０１Ｃでは、電池１，パワーモジュール４のＩＧＢＴ素子，電動機２の各温度を基にトルク発生率を算出する。このトルク発生率はトルクを制限する比率を表わしており、デバイスの温度が閾値より小さい場合は、トルク発生率が１となり、トルクに制限がかからないことを意味する。一方、デバイスの温度が閾値以上となると、デバイス温度が高いほど、トルク発生率が小さくなるように設定する。これにより、デバイスの温度上昇に伴う問題（電池１では劣化、電動機２では減磁、パワーモジュール４では素子破壊）を防ぐことが可能となる。
【００５２】
図１２はデバイス温度とトルク発生率の関係を表わしており、デバイス温度が閾値TH１より小さい領域では、トルク発生率を1とし、閾値TH２より大きい領域では、トルク発生率を0に設定する。また、デバイス温度がTH１とTH２の間の領域は、温度が大きくなるにつれ、徐々にトルク発生率が0となるように設定する。このようなマージンを設けることで、デバイスの保護を優先している。
【００５３】
図１２に示したＴＨ１およびＴＨ２の閾値の設定は、デバイスによって異なる。すなわち、ＴＨ２はデバイスの推奨値により設定し、ＴＨ１は同出力に対する熱容量が小さなデバイスほどＴＨ２との温度幅が小さくなるように設定する。これにより、デバイスの保護をしつつ、デバイスの出力を最大限に活用できるようになる。
【００５４】
図９のトルク閾値算出処理部４０２は、車速に応じて、トルク閾値を変化させる。具体的には、図１３に示すように、車速が閾値Vthよりも小さい領域ではトルク閾値を0とし、車速が閾値Vthよりも大きい領域では、トルク閾値をエンジンブレーキ相当の負のトルクの絶対値に設定する。これにより、エンジンブレーキ相当の回生トルクが発生可能な場合は、アクセルオフ時に最小トルクが0となり、低効率な回生を実施しないことに起因してエネルギー損失を低減することができる。なお、トルク閾値として、エンジンブレーキ相当の制動力よりも大であって、通常ブレーキ相当の制動力（０．１〜０．３［Ｇ］程度）に設定してもよい。その結果、通常ブレーキ時の制動力を高効率な回生により回収することができる。
【００５５】
さらに、通常ブレーキ時の制動力はドライバーに応じてばらつきが大きいので、各ドライバーのブレーキ時の制動トルクを記録し、通常ブレーキ時の制動トルクで最も頻度が大きい制動トルクＴＦを通常ブレーキ時の制動トルクと判定し、その値ＴＦをトルク閾値として設定しても良い（図１４参照）。
【００５６】
また、通常ブレーキによる制動力は車速に応じて異なるので、図１５（ａ）に示すように、通常ブレーキ時の車速と制動トルクを記録し、通常ブレーキ時の制動トルクで最も頻度が大きい制動トルクを車速毎に算出し、図１５（ｂ）に示すように、車速に応じてトルク閾値を変化させてもよい。これにより、通常ブレーキ時の制動トルクが高精度に推定できるので、通常ブレーキ時に回生によるエネルギー回収量を増やすことができる。
【００５７】
−実施の形態２による作用・効果−
本実施の形態２によれば、以下のような作用・効果を奏することができる。
（１）電動車両の車両速度に基づいて電動機の最大回生可能トルクを算出する最大回生可能トルク算出部４０１を備え、その最大回生可能トルクがトルク閾値算出部４０２で算出されるトルク閾値以上となるときには、回生を停止させることができるので、エネルギー損失をより適切に防止することができる。
【００５８】
（２）他方、最大回生可能トルクが回生停止閾値より小さいときには、その最大回生可能トルクで回生制御を行うので、必要のない回生停止をなくすことができる。
【００５９】
＜実施の形態３＞
実施の形態３では、制御モード２を実行するための制御ブロックをさらに改良したものである。図１６は、実施の形態３において制御モード２を実行するための制御ブロック３０３を示す内部構成図である。実施の形態３における制御モード２では、実施の形態２において説明した最大回生可能トルク算出部４０１とトルク閾値算出部４０２に加えて、冷却出力操作量算出部６０１を新たに設けてある。冷却出力操作量算出部６０１では、最大回生可能トルク算出部４０１で算出した最大回生可能トルクとトルク閾値算出部４０２で算出したトルク閾値を基に、上述したデバイスの冷却装置（冷却ファン，冷却水ポンプなど）の出力を制御する。
【００６０】
冷却出力算出部６０１では、図１７に示すように、最大回生可能トルク算出部４０１で算出した最大回生可能トルクとトルク閾値算出部４０２で算出したトルク閾値との差によって、冷却出力発生率を算出する。ここで、冷却出力発生率は、冷却ポンプあるいは冷却ファンの出力を正規化したものであり、0から1の範囲の値をとる。冷却出力発生率が0のときは冷却ポンプやファンに電力が供給されていない状態を表し、冷却出力発生率が１のときは冷却ポンプやファンが最大出力で駆動している状態を表わす。冷却出力発生率が大きくなるほど、冷却ポンプあるいは冷却ファンの出力は大きくなる。
【００６１】
冷却出力操作量算出部６０１では、トルク閾値から最大回生可能トルクを減算した値が0より小さい場合は、基本冷却出力発生率とし、0より大きい場合であって且つトルク閾値と最大回生可能トルクの差が大きいほど、冷却出力発生率を大きく設定する。ここで、基本冷却出力発生率は、デバイスの冷却出力の推奨値（冷却流量、冷却温度）などを基に算出した値とする。
【００６２】
図１７の操作量変換部７０２では、冷却出力発生率を基に、冷却デバイスの操作量、例えばPWMデューティー比などに変換した値を出力する。デバイスの冷却出力の上昇に伴い、デバイスの温度が下降することで、最大回生可能トルクが大きくなる。これにより、アクセルオフ時の低効率回生を実施する領域が減少し、エネルギー損失を低減することが可能となる。
【００６３】
なお、図１７に示した冷却出力操作量算出部６０１Ａの替わりに、図１８に示した冷却出力操作量算出部６０１Ｂを用いてもよい。すなわち、最大回生可能トルクがトルク閾値となるように、制御器８０１を用いて冷却出力操作量を制御する。ここで、制御器８０１はＰＩＤ，ＰＩなどのフィードバック制御を用いる。これにより最大回生可能トルクがトルク閾値よりも小さいときは、冷却出力を向上させ、最大回生可能トルクをトルク閾値以上に保つことができる。
【００６４】
図１８においては、制御器８０１で出力した値と基本冷却出力発生率における冷却出力操作量を比較し、操作量が大きいもの冷却出力操作量として出力する。これにより、最大回生可能トルクがトルク閾値よりも大きい場合に、冷却出力が急激に低下することを防止することができる。
【００６５】
−実施の形態３による作用・効果−
本実施の形態３によれば、以下のような作用・効果を奏することができる。
（１）最大回生可能トルクがトルク閾値より小さいときには、最大回生可能トルクとトルク閾値の差が大きくなるほど冷却装置の出力を大きくする冷却出力操作量算出部６０１を備えているので、最大回生可能トルクの温度依存性を利用することにより、最大回生可能トルクをトルク閾値以上に伸ばすことができる。
【００６６】
（２）同様に、最大回生可能トルクがトルク閾値以上となるまで冷却装置の出力を上げることができる。
＜その他の変形例＞
（１）本発明は、図１に示す車両構成に限定されるものでなく、電動機２を駆動源とした車両構成であれば適用可能である。
【００６７】
（２）モード切り替え判定部３０１として、手動の切り替えスイッチを用いるのではなく、車両周辺情報検出装置１０５あるいは情報通信装置１０６の情報を基に、渋滞あるいは高速巡航すると判定された場合に、制御モード２に切り替えるようにしてもよい。
【００６８】
（３）制御モード１および制御モード２の車速が閾値Vthより小さい領域において、クリープトルクを発生させないよう、トルクを0に設定してもよい。
【００６９】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上述した実施の形態および変形例に限定されるものではない。
実施の形態と変形例の一つとを組み合わせること、もしくは、実施の形態と変形例の複数とを組み合わせることも可能である。
変形例同士をどのように組み合わせることも可能である。
さらに、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１  電池
２  パワーモジュール
３  補機
４  電動機
５  ドライブシャフト
６  ギア
７  タイヤ
８  摩擦ブレーキ
９  外部電源
１０  充電器
１００  通信線
１０１  アクセルペダルセンサ
１０２  ブレーキペダルセンサ
１０３  ハンドル舵角センサ
１０４  車両姿勢検出装置
１０５  車両周辺情報検出装置
１０６  情報通信装置
１０７  統合制御装置
１０８  電動機制御装置
１０９  ブレーキ制御装置
１１０  電池制御装置
１１１  補機制御装置
１１２  充電器制御装置
２０１  駆動制御装置
２０２  トルク発生率算出部
２０３  最大トルク算出部
２０４  最小トルク算出部
３０１  モード切り替え判定部
３０２  制御モード１を実行するための制御ブロック
３０３  制御モード２を実行するための制御ブロック
４０１  最大回生可能トルク算出部
４０２  トルク閾値算出部
５０１Ａ〜５０１Ｃ  温度制限算出部
６０１  冷却出力操作量算出部
７０１  冷却出発生率算出部
７０２  操作量変換部
【図１】
0005514661.tif 000002
【図２】
0005514661.tif 000003
【図３】
0005514661.tif 000004
【図４】
0005514661.tif 000005
【図５】
0005514661.tif 000006
【図６】
0005514661.tif 000007
【図７】
0005514661.tif 000008
【図８】
0005514661.tif 000009
【図９】
0005514661.tif 000010
【図１０】
0005514661.tif 000011
【図１１】
0005514661.tif 000012
【図１２】
0005514661.tif 000013
【図１３】
0005514661.tif 000014
【図１４】
0005514661.tif 000015
【図１５】
0005514661.tif 000016
【図１６】
0005514661.tif 000017
【図１７】
0005514661.tif 000018
【図１８】
0005514661.tif 000019
【図１９】
0005514661.tif 000020
【図２０】
0005514661.tif 000021
【図２１】
0005514661.tif 000022
【図２２】
0005514661.tif 000023
【図２３】
0005514661.tif 000024